DE2854038A1

DE2854038A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen auffuellen des elektrolytstandes in zellen von akkumulatoren, insbesondere bleiakkumulatoren

Info

Publication number: DE2854038A1
Application number: DE19782854038
Authority: DE
Inventors: Kaj Quist
Original assignee: Tudor AB
Current assignee: Tudor AB
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-12
Publication date: 1979-07-05
Also published as: FR2412952A1; BE873028A; JPS54119636A; CA1107817A; GB2011157B; IT7852355A0; DK577778A; AT367244B; NO148431C; ES476216A1; NO148431B; IT1110877B; FR2412952B1; GB2011157A; NL7812523A; NO784344L; CH635211A5; ATA868278A

Description

PFENNING · MAAS · SEILER · MEINIG

PATENTANWÄLTE BERLIN · MÜNCHEN -AUGSBURG

LEMKE · SPOTT Patentanwälte ■ Kurfüratendamm 170 ■ D1000 Berlin 15

Case 734

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Unser Zeichen Our reference

Pf/schu

J. Pfenning, Dipl.-lng. ■ Berlin Dr. I. Maas, Dlpl.-Chem. · München H. Seiler, Dipl.-lng. ■ Berlin K. H. MeInIg, Dlpl.-Phy«. ■ Berlin J. M. Lemke, Dipl.-lng. ■ Augsburg Dr. G. Spott, Dipl.-Chem. ■ München

I BÜRO BERLIN: Kurfürstendamm 170 D1000 Berlin 15

Telefon:

030-8812008/8812009

Telegrammadresse: Seilwehrpatent

Berlin Date

12. Dezember 1978

AKTIEBOLAGET TUDOR 172 81 SUNDBYBERG, Schweden

Vorrichtung zum selbsttätigen Auffüllen des Elektrolytstandes in Zellen von Akkumulatoren, Insbesondere Bleiakkumulatoren

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auffüllen des Elektrolytstandes in Zellen von Akkumulatoren, insbesondere Bleiakkumulatoren.

Der Elektrolytverbrauch der Akkumulatorenzellen, und damit der Zeitpunkt des erforderlichen Auffüllens des Elektrolyten durch destilliertes Wasser hängt einmal ab von der Zusammensetzung der Bleilegierung in den Elelektrodengittern und dem Alter und dem Allgemeinzustand des Akkumulators, zum anderen im wesentlichen von der Betriebszeit des Akkumulators. Akkumulatoren, die ständigen Aufladungen und Entladungen, wie beispielsweise bei Elektrokarren, ausgesetzt sind, verbrauchen hohe Mengen des Elektrolyten. Das gleiche gilt für Akkumulatoren und Batterien, die starker und lang andauernder Überladung ausgesetzt sind. Hierbei kann es erforderlich sein, innerhalb eines Zeitraums von 24 Stunden den Pegelstand des Elektrolyten in den Zellen zu kontrollieren und eine entsprechende Nachfüllung vorzunehmen. Bei Akkumulatoren, die schonenden Betriebsverhältnissen unterliegen, können einige Kontrollen und Nachfüllungen im Laufe eines Jahres ausreichend sein. Elektrokarren beispielsweise sind mit einer großen Zahl von Akkumulatoren ausgestattet, die bis zu 50 Zellen haben.

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Bei größeren Unternehmen mit vielen Elektrokarren ist in der Regel eine tägliche Kontrolle und Nachfüllung des Elektrolyten in den einzelnen Zellen erforderlich, was einen zeitlich und kostenmäßig erheblichen Aufwand bedeutet. Diese erforderliche Kontrolle des Elektrolytstandes und die Nachfüllung des Wassers mußte bisher von Hand erfolgen, wobei der Elektrolytstand jeder einzelnen Zelle, während des Nachfüllens beobachtet werden mußte, um eine schädigende Uberfüllung zu vermeiden. Hierzu war es erforderlich, den in die Entlüftungsöffnung des Zellendeckels eingeschraubten Stöpsel zu entfernen, den Pegelstand des Elektrolyten in der Zelle durch Einsich zu kontrollieren und die erforderliche Nachfüllung sorgfältig vorzunehmen und danach den Stöpsel wieder in den Zellendeckel einzuschrauben. Dies mußte in Aufeinanderfolge bei jeder einzelnen Zelle geschehen, was bei einer großen Zahl von Zellen einen sehr erheblichen Zeitaufwand erforderlich machte, während dessen der Efetrieb.des Elektrokarren unterbrochen werden mußte. Um diese Arbeit zu erleichtern, sind bestimmte Akkumulatoren oder Batterien mit einem eine Niveau-Anzeigevorrichtung für den Elektrolyten aufweisenden Stöpsel ausgestattet, und die Einfüllöffnung war so ausgebildet, daß sie leicht zu öffnen und zu schließen war.

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Hierdurch wird zwar die Wartungsarbeit des Personals verringert, was sich aber nur unerheblich auf den erforderlichen Zeitaufwand auswirkt angesichts der Tatsache, daß jede einzelne Zelle eine individuelle Wartung erforderlich machte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bisher bestehenden Nachteil zu vermeiden und eine \brrichtung zu schaffen, die eine selbsttätige und gleichzeitige Nachfüllung einer beliebigen Zahl von Zellen gestattet, ohne daß die bisher erforderliche Sichtkontrolle des Elektrolytstandes und der erforderliche Grad der Nachfüllung beobachtet werden muß, die leicht zu handhaben ist und ein schnelles gleichzeitiges Auffüllen sämtlicher Zellen gestattet, ohne daß die Gefahr einer überfüllung der Zellen gegeben ist, die weitgehend lageunabhängig ist und eine gleichmäßige Auffüllung von auf unterschiedlichen Ebenen befindlichen Zellen gewährleistet" bei großer Betriebssicherheit, und die schließlich eine Sichtkontrolle durch das Bedienungspersonal überflüssig macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Zelle einen auf dem Elektrolyten aufliegenden

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Schwimmerkörper besitzt, daß auf der Oberseite des
Schwimmerkörpers ein dem Zufluß und dem Überlauf der
dem Elektrolyten zuzuführenden Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, dienender schalenförmiger Behälter angeordnet ist, daß in dem Deckel der Zelle oberhalb des
schalenform!gen Behälters zwei parallel und benachbart zueinander liegende, vorzugsweise senkrecht gerichtete Rohre aufgenommen sind, deren Länge derart bemessen ist, daß sie bei Erreichen des normalen Pegels des Elektrolyse in den schalenförmigen Behälter eintauchen, daß das eine Rohr dem Zulauf der Flüssigkeit zu dem schalenförmigen Behälter und das andere Rohr dem Ablauf der Flüssigkeit aus dem schalenförmigen Behälter durch Saugwirkung
dient, und daß die Rohre einer beliebigen Vielzahl von Zellen mit einer gemeinsamen Flüssigkeitsquelle und die Rohre einer beliebigen Vielzahl von Zellen mit einer
gemeinsamen Unterdruckquelle verbindbar sind.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Während des Betriebes der Zelle sinkt der Schwimmerkörper entsprechend dem Verbrauch des Elektrolyten nach unten ab. Wenn der dem Bedienungspersonal erfahrungsgemäß
bekannte Zeitpunkt zur Nachfüllung des Elektrolyt-

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Standes gekommen ist, werden die Zuflußleitungen sämtlicher aufzufüllenden Zellen an eine gemeinsame Flüssigkeitsquelle und die der Abfuhr der Flüssigkeit dienenden Rohre an eine gemeinsame ünterdruckguelle angeschlossen. Das durch die Zuflußrohre strömende Wasser gelangt auf die auf der Oberseite des Schwimmerkörpers befindliche Schale und fließt von dieser in den Elektrolyten über solange, bis der Elektrolyt seinen normalen Pegelstand erreicht hat. Die beiden dem Zufluß und dem Abfluß dienenden Rohre tauchen dann in die Schale ein, wobei die weiter zuströmende Flüssigkeit durch das unter Unterdruck stehende Rohr abgesaugt wird, so daß bei Erreichen des normalen Elektrolytstandes eine weitere Zufuhr von Flüssigkeit zwangsläufig unterbunden und damit eine schädliche überfüllung des Elektrolyten in jeder Zelle unterbunden wird. Um eine einwandfreie Zufuhr und Abfuhr der Flüssigkeit aus dem schalenform!gen Behälter sicherzustellen, sind die Enden der beiden Rohre abgeschrägt, so daß sie nicht durch den Schalenboden geschlossen werden können. Der Schwimmerkörper ist durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen so in der Zelle gehalten, daß er einerseits dem Absinken des Elektrolytpegels folgen kann und zum anderen stets in einer Lage gehalten wird, in der die Schale sich unterhalb der beiden Rohre befindet.

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Hierbei sind ebenfalls in den Unteransprüchen gekennzeichnete Maßnahmen vorgesehen, um ein unnötig tiefes Absinken des Schwimmerkörpers zu unterbinden.

Die beiliegenden Zeichnungen stellen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar, und es bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des oberen Teiles einer Zelle mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei normalem Pegelstand des Elektrolyten;

Fig. 2 Teildarstellung gemäß Fig. 1 bei

abgesenktem Pegel des Elektrolyten;

Fig. 3 Teildarstellung im Schnitt durch die . dem Zufluß und Abfluß der Flüssigkeit

dienenden Rohre und den Schwimmerkörper und

Fig. 4 Darstellung gemäß Fig. 3 einer abgewandelten Ausführungsform.

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Die Fig. 1 zeigt den oberen Teil einer Zelle 1 mit den an den Polbolzen 3, 4 angeschlossenen Elektroden 2 und dem Elektrolyten 5. Bei der Fig. 1 befindet sich der Pegelstand 16 des Elektrolyten 5 auf normaler Höhe. Auf dem Elektrolyten 5 ist ein Schwimitierkörper 6 angeordnet, der einen rechteckigen Querschnitt besitzt und einen Hebelarm 12 trägt, der an dem Punkt 13 der Unterseite des Deckels der Zelle 1 angelenkt ist. Beim Absinken des Pegelstandes 16 des Elektrolyten 5 sinkt, wie Fig. 2 zeigt, der Schwimmerkörper .6 nach unten ab und wird in senkrechter Ebene praktisch in seiner Lage gehalten.

Auf der Oberseite des Schwimmerkörpers 6 ist ein schalenförmiger Behälter 8 angeordnet, der einen umlaufenden Überlaufrand 7 besitzt. Auf der Oberseite des Deckels der Zelle 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, ein Halter 9 angeordnet, in dem zwei Rohre 10 und 11 aufgenommen sind. Die Rohre 10 und 11 sind senkrecht nach unten gerichtet und liegen aneinander an. Sie sind mit waagerechten Abwinklungen versehen, die Anschlußstutzen für Leitungen 15 und 14 bilden, die zweckmäßigerweise als Schläuche ausgebildet sind.

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Wenn der Pegel 16 des Elektrolyten gemäß Fig. 2 einen eine Auffüllung erforderlichen niedrigen Stand erreicht hat, wird nach einer bestimmten, dem Bedienungspersonal bekannten Zeitpunkt eine Nachfüllung erforderlich. Zu diesem Zwecke werden die Rohre ΙΟ-sämtlicher nachzufüllenden Zellen 1 über die Leitungen 15 an eine gemeinsame Flüssigkeitsquelle angeschlossen, während die Rohre 11 über die Leitungen 14 ebenfalls mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden werden. Hierbei fließt aus den Leitungen 15 über die Rohre 10 die zur Auffüllung erforderliche Flüssigkeit nach unten, trifft auf den schalenförmigen Behälter 8 auf und läuft, wie in Fig. gezeigt ist, über den überlaufrand 7 in den Elektrolyten ab. Hierbei hebt sich der Pegelstand 16 des Elektrolyten 5 solange, bis gemäß Fig. 1 der normale Pegelstand erreicht ist. Hierbei tauchen die beiden Rohre 10,11 in die Schale ein, und die weiter durch das Rohr 10 strömende Flüssigkeit wird durch das unter Unterdruck stehende Rohr 11 abgesaugt, so daß bei Erreichung des normalen Pegelstandes des Elektrolyten 5 eine weitere Zufuhr von Flüssigkeit und damit eine Überfüllung der Zelle 1 verhindert wird. Bei diesem Auffüllvorgang können eine an sich beliebige Zahl von Zellen an eine gemeinsame

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Flüssigkeitsquelle und an eine gemeinsame Unterdruckquelle angeschlossen werden, so daß ein zuverlässiges und gleichzeitiges Auffüllen der einzelnen Zellen 1 erforderlich ist unabhängig von der Höhe des abgesenkten Pegels 16 des Elektrolyten 5 in den einzelnen Zellen. Der in der Leitung 11 herrschende Unterdruck ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß zwischen dem Rohr und dem Rohr 11 eine Druckdifferenz von ca. 1 kPa herrscht

Gemäß Fig. 3 ist in dem Deckel der Zelle 1 eine öffnung vorgesehen, in die ein. zylindrisches Halteelement 22 eingeschraubt ist. In dem Halteelement 22 ist ein höhenverstellbarer Einsatzkörper 23 vorgesehen, durch den der Schwimmerkörper 6 auf unterschiedlich hohe optimale Pegelstände 16 des Elektrolyten 5 in gewissen Grenzen einstellbar ist. Zwischen dem Einsatzkörper 23 und dem Halteelement 22 ist eine Dichtung 24 in Form eines 0-Ringes angeordnet, der in einer Ringnut des Einsatzkörpers 23 liegt. Der Einsatzkörper ist mit zwei rechtwinkligen Bohrungen versehen, die die Rohre 10 und 11 bilden. An den waagerechten Enden dieser Bohrungen sind gegenüber dem Einsatzkörper 23 vorstehende Rohrstutzen 17, 18 angeordnet, die dem Anschluß an die Leitungen 15, 14 dienen. An seiner Unterseite trägt der

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Einsatzkörper 23 einen Bügel 19, der den Schwimmerkörper mit dem schalenförmigen Behälter 8 seitlich umfaßt, um ein unnötig tiefes Absinken des Schwimmerkörpers 6 zu verhindern. Gegenüber den Bohrungen 10, 11 ist der Schwimmerkörper durch auf dem Schalenboden befestigte Führungsstifte 20,21 geführt, die in die Bohrungen 10,11 eingreifen und eine Verlagerung des Schwimmerkörpers verhindern. Der Schwimmerkörper 6 ist Fig. 3 in seiner tiefsten eine Nachfüllung des Elektrolyten 5 erforderlich machenden Lage gezeigt.

Die Fig. 4 stellt eine abgewandelte Ausführungsform dar, bei der mittig in dem schalenförmigen Behälter 8 ein Führungsstift 25 befestigt ist, der zwischen den beiden Bohrungen 10, 11 angeordnet ist und den Einsatzkörper 23 übergreift. An seinem freien Ende trägt der Führungsstift 25 eine knopfartige Markierung 26, die durch eine durchsichtige Haube 27 von außen her eine Sichtkontrolle des Pegelstandes 16 des Elektrolyten 5 gestattet. Gleichzeitig dient der Knopf 26 der Begrenzung der Absenkung des Schwimmerkörpers 6.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Auffüllen des Elektrolyt^y Standes in Zellen von Akkumulatoren, insbesondere Bleiakkumulatoren, dadurch gekennzeichnet , daß jede Zelle (1) einen auf dem Elektrolyten (2) aufliegenden S chwimme rkö rpe'r (6) besitzt, daß auf der Oberseite des Schwimmerkörpers (6) ein dem Zufluß und dem Überlauf der dem Elektrolyten zuzuführenden Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, dienender schalenförmiger Behälter (8) angeordnet ist, daß in dem Deckel der Zelle (1) oberhalb des schalenförmigen Behälters (8) zwei parallel und benachbart zueinander liegende, vorzugsweise senkrecht gerichtete Rohre (10,11) aufgenommen sind, deren Länge derart bemessen ist, daß sie bei Erreichen des normalen Pegels des Elektrolyten (2) in den schalenform!gen Behälter (8) eintauchen, daß das eine Rohr (10) dem Zulauf der Flüssigkeit zu dem schalenförmigen Behälter (8) und das andere Rohr (14) dem Ablauf der Flüssigkeit aus dem schalenförmigen Behälter (8) durch Saugwirkung dient, und daß die Rohre (10) einerbeliebigen Vielzahl von Zellen (1) mit einer gemeinsamen Flüssigkeitsquelle und die Rohre (11) einer beliebigen Vielzahl von Zellen (1) mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbindbar sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerkörper (6) dem Pegelstand des Elektrolyten (2) folgend derart geführt ist, daß der schalenform!ge Behälter (8) in jeder Höhenlage des Schwimmerkörpers (6) unterhalb der Rohre (10,11) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerkörper (6) mittels eines an der Unterseite des Deckels der Zelle (1) angelenkten Hebels (12) gehalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem schalenförmigen Behälter (8) zwei in die Rohre (10,11) eingreifende Führungsstifte (20,21) ausreichender Länge befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch -gekennzeichnet, daß in dem schalenförmigen Behälter (8) ein mittiger, zwischen den Rohren (10,11) angeordneter diese übergreifender Führungsstift (25) befestigt ist, der an seinem freien Ende einen der ablesbaren Anzeige des Pegelstandes des Elektrolyten (2) dienenden, das Absinken des Schwimmerkörpers (6) begrenzende^ Knopf (26) trägt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Rohre (10,11) mit Abschrägungen (28) versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6_f dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10,11) an ihren oberen Enden gegensinnig gerichtete Abbiegungen besitzen, die je einen Anschlußstutzen für eine Zulaufleitung (15) und eine Ablaufleitung (16) bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Rohre (10,11) aufnehmenden Deckelöffnung der Zelle (1) ein zylindrisches Halteelement (22) durch Schraubung aufgenommen ist, daß in dem Halteelement (22) ein zylindrischer, mit rechtwinkligen, die Rohre (10,11) bildenden Bohrungen versehener Einsatzkörper (23) höhenverstellbar angeordnet ist, und daß der Einsatzkörper (23) "einen an seiner Unterseite befestigten, den Schwimmerkörper (6) seitlich umgreifenden, seine Absenkung begrenzenden Bügel (19) trägt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den waagerechten Bohrungen des Einsatzkörpers X23) gegenüber diesem vorstehende Anschlußnippel (17,1 für die Leitungen (14,15) vorgesehen sind.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Einsatzkörper (23) und dem Halteelement (22) ein der Abdichtung dienender O-Ring (24) angeordnet ist.

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